CN109140651A - 一种节能型室内空气交换***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节能型室内空气交换***及方法。所述空气交换***,包括热交换器、温度传感器和控制器。其中,所述热交换器内部设置有能够进行热交换的排风管道和新风管道,还设置有排风旁通管道、新风旁通管道;所述温度传感器用于监测室内温度T1和室外温度T2;控制器包括温度判定单元、开关控制单元、阀门控制单元;所述温度判定单元比较|T1‑T2|与T0的大小,根据比较结果由开关控制单元控制热交换器的启闭、由阀门控制单元控制所述阀门的启闭。所述方法,能够自动判定室内外温度差,并自动控制热交换器的启闭及排风路径、新风路径,使热交换器开启后空调***与热交换器整体上处于节能状态,具有节能和自动调节的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种节能型室内空气交换***及方法,属于通风***技术领域。
背景技术
我们知道,空调房往往为较为封闭的空间,在人员较密集时,空气质量将会变差,对人体造成危害。因此,现有的空调***,往往设置有新风通道和排风通道,将室内的部分空气排出,同时将室外的空气引入,提高室内的空气品质。
由于空调房内空气与室外空气有温差,将增加空调***负荷,新风负荷往往会占整个空调***负荷的30%~50%,尤其夏季时在人员密集的建筑物内区,新风负荷甚至占到70%以上,所以减小新风负荷已成为空调***节能的主要途径之一。目前,较为常用的方式为,设置热交换器,将排风(室内排出空气)与新风(室外进入空气)之间进行热传递,降低新风与室内温度的温差,然后将新风引入室内。利用排风中的能量来预热(预冷)新风,在新风进入室内或空气处理机组的表冷器进行热湿处理之前,增加(降低)新风焓值,从而减小空调***负荷。
然而,热交换器本身也是需要消耗能量的,当热交换器本身耗能大于新风节能时,开启热交换器不但不能降低能耗,反而会增加耗能。目前的空调***并没有综合考虑热交换器耗能与新风节能之间整体节能效果,无法达到有效的节能目的。
发明内容
针对目前的空调***没有综合考虑热交换器耗能与新风节能之间整体节能效果,无法达到有效的节能目的的问题,本发明提供了一种节能型室内空气交换***及方法,根据室内外温差自动控制热交换器启闭,达到有效节能的目的。
为解决以上技术问题,本发明包括如下技术方案:
一种节能型室内空气交换***,包括热交换器、温度传感器和控制器,其中,
所述热交换器内部设置有能够进行热交换的排风管道和新风管道,在所述热交换器内部或外部还设置有不参与热交换的排风旁通管道、新风旁通管道;所述排风管道、排风旁通管道、新风管道、新风旁通管道的入口处设置有阀门;
所述温度传感器用于监测室内温度T1和室外温度T2;
控制器包括温度判定单元、开关控制单元、阀门控制单元;所述温度判定单元中设置有温度阈值T0,并比较|T1-T2|与T0的大小,根据比较结果由开关控制单元控制热交换器的启闭、由阀门控制单元控制所述阀门的启闭。
进一步,所述T0为8℃~10℃。
进一步,所述排风管道、排风旁通管道通过三通阀与室内连通。
进一步,所述新风管道、新风旁通管道的出口端连接有辅助加热/冷却装置,所述辅助加热/冷却装置与室内连通,新风经所述辅助加热/冷却装置加热或冷却处理后进入室内。
相应地,本发明还提供了一种利用所述的节能型室内空气交换***进行空气交换的方法,包括:
S1.温度传感器监测室内温度T1和室外温度T2,并将监测数据传输至控制器;
S2.控制器的温度判定单元比较|T1-T2|与T0的大小,当|T1-T2|≥T0时,转入步骤S3;当|T1-T2|<T0时,转入步骤S4;
S3.开启热交换器,开启排风管道、新风管道入口处的阀门,关闭排风旁通管道、新风旁通管道的入口处的阀门;室内排风经排风管道排出,室外新风进入新风管道,与排风管道内的排风热交换后进入室内;
S4.关闭热交换器,关闭排风管道、新风管道入口处的阀门,开启排风旁通管道、新风旁通管道的入口处的阀门;室内排风经排风旁通管道排出,室外新风经新风旁通管道进入室内。
进一步,步骤S3中,室外新风进入新风管道,与排风管道内的排风热交换后,由辅助加热/冷却装置进行加热或冷却处理,然后进入室内;步骤S4中,室外新风进入新风旁通管道,由辅助加热/冷却装置进行加热或冷却处理,然后进入室内。
本发明由于采用以上技术方案,使之与现有技术相比,具有以下的优点和积极效果:所述节能型室内空气交换***,通过在控制器内设定温度阈值T0,在温度判定单元判定室内外温度差大于T0时,再开启热交换器,否则,通过新风旁通管道和排风旁通管道完成室内空气交换,始终保证热交换器开启后空调***与热交换器整体上处于节能状态,解决了现有的热交换器开启后在很多时候综合能耗反而增加的问题。所述方法,能够自动判定室内外温度差,并自动控制热交换器的启闭及排风路径、新风路径,使热交换器开启后空调***与热交换器整体上处于节能状态,具有节能和自动调节的优点。
附图说明
图1为本发明一实施例中的一种节能型室内空气交换***的结构示意图;
图2为本发明一实施例中的另一种节能型室内空气交换***的结构示意图;
图3为本发明另一实施例提供的一种节能型室内空气交换方法的流程图。
图中标号如下:
10-室内;
100-热交换器;101-启闭开关一;102-阀门一;103-阀门二;104-阀门三;105-阀门四;106-三通阀一;107-三通阀二;;110-排风管道;120-新风管道;130-排风旁通管道;140-新风旁通管道;
200-温度传感器;
300-控制器;310-温度判定单元;320-开关控制单元;330-阀门控制单元;
400-辅助加热/冷却装置;410-启闭开关二。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提供的节能型室内空气交换***及方法作进一步详细说明。结合下面说明,本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例一
如图1所示,本实施例提供的一种节能型室内空气交换***,包括热交换器100、温度传感器200和控制器300。
其中,热交换器100内部设置有能够进行热交换的排风管道110和新风管道120,在热交换器100内部或外部还设置有不参与热交换的排风旁通管道130、新风旁通管道140;排风管道110、排风旁通管道130、新风管道120、新风旁通管道140的入口处分别设置有与控制器300中的阀门控制单元330连接的阀门一102、阀门二103、阀门三104、阀门四105。热交换器100还包括一个与控制器300中的开关控制单元320连接的启闭开关一101。
其中,温度传感器200用于监测室内温度T1和室外温度T2。温度传感器200布设方式为,在室内10设置一个温度传感器200,用于监测室内温度T1,在热交换器100的上设置一个温度传感器200,用于监测室外温度T2。当然,也可以将温度传感器200设置于排风管道110、排风旁通管道130内,用于测量排风的温度T1。
其中,控制器300包括温度判定单元310、开关控制单元320、阀门控制单元330。温度判定单元310中设置有温度阈值T0,并比较|T1-T2|与T0的大小,根据比较结果由开关控制单元320控制热交换器100的启闭、由阀门控制单元330控制阀门的启闭。
具体为,当|T1-T2|≥T0时,开启热交换器100,开启排风管道110、新风管道120入口处的阀门一102、阀门三104,关闭排风旁通管道130、新风旁通管道140的入口处的阀门二103、阀门四105;室内排风经排风管道110排出,室外新风进入新风管道120,与排风管道110内的排风热交换后进入室内10。
当|T1-T2|<T0时,关闭热交换器100,关闭排风管道110、新风管道120入口处的阀门一102、阀门三104,开启排风旁通管道130、新风旁通管道140的入口处的阀门二103、阀门四105;室内排风经排风旁通管道130排出,室外新风进入新风旁通管道140后不经热交换进入室内10。
需要说明的是,假设热交换器100工作能耗为Q1,热交换器100进行新风排风热交换,减少空调新风能耗为Q2,当室内外温差较大时,Q1<Q2,开启热交换器100能起到节能效果;当室内外温度差别较小,Q1>Q2,开启热交换器100反而更加耗能。假定室内外温差为T时,Q1=Q2,称之为能耗平衡点,温度阈值满足T0≥T。可以根据热交换器100的风机及其它耗能元件的功率,计算出其工作能耗Q1,根据不同温差下新风经热交换后温度变化值,测算空调减少的新风能耗Q2,经多次试验,找出能耗平衡点时的室内外温度差T,从而根据需要设定温度阈值T0。经试验表明,能耗平衡点时的T为6℃~8℃,具体因热交换器100功率、热交换效率等因素的差异而变化。因此,优选为,温度阈值T0取值8℃~10℃,比如取T0=8℃,再比如取T0=10℃。当然,当测定的T为6℃时,也可以取T0=7℃,只要满足T0≥T即可。
综上所述,本实施例提供的节能型室内空气交换***,通过设定温度阈值T0,并判定室内外温度差大于T0时,再开启热交换器100,否则,通过新风旁通管道140和排风旁通管道130完成室内空气交换,始终保证热交换器100开启后空调***与热交换器100整体上处于节能状态,解决了现有的热交换器100开启后在很多时候综合能耗反而增加的问题。
进一步,如图2所示,排风管道110、排风旁通管道130通过三通阀一106与室内10连通。通过设置三通阀一106替换了图1中的阀门一102、阀门二103,同样可以能够实现控制排风从排风管道110排出还是由排风旁通管道130排出,并可简化管道及线路布设。同理,也可以在新风管道120、新风旁通管道140的入口处设置三通阀二107,可以替换图1中的阀门三104、阀门四105。
进一步,如图2所示,新风管道120、新风旁通管道140的出口端连接有辅助加热/冷却装置400,辅助加热/冷却装置400与室内10连通。辅助加热/冷却装置400可以将新风加热或冷却处理,使新风与室内空气温度相同或接近,然后再进入室内10,提高用户体验。辅助加热/冷却装置400上设置有启闭开关二410,启闭开关二410与控制器300连接,控制器300可控制辅助加热/冷却装置400的启闭。
实施例二
如图3所示,本实施例提供了一种利用实施例一中的节能型室内空气交换***进行空气交换的方法,下面将结合图1至图3对该方法作进一步介绍。所述方法包括如下步骤:
S1.温度传感器200监测室内温度T1和室外温度T2,并将监测数据传输至控制器300;
S2.控制器300的温度判定单元310比较|T1-T2|与T0的大小,当|T1-T2|≥T0时,转入步骤S3;当|T1-T2|<T0时,转入步骤S4;
S3.开启热交换器100,开启排风管道110、新风管道120入口处的阀门,关闭排风旁通管道130、新风旁通管道140的入口处的阀门;室内排风经排风管道110排出,室外新风进入新风管道120,与排风管道110内的排风热交换后进入室内10;
S4.关闭热交换器100,关闭排风管道110、新风管道120入口处的阀门,开启排风旁通管道130、新风旁通管道140的入口处的阀门;室内排风经排风旁通管道130排出,室外新风经新风旁通管道140进入室内10。
优选的实施方式为,步骤S3中,室外新风进入新风管道120,与排风管道110内的排风热交换后,由辅助加热/冷却装置400进行加热或冷却处理,然后进入室内10;步骤S4中,室外新风进入新风旁通管道140,由辅助加热/冷却装置400进行加热或冷却处理,然后进入室内10。
本实施例提供的节能型室内空气交换方法,能够自动判定室内外温度差,并自动控制热交换器100的启闭及排风路径、新风路径,使热交换器100开启后空调***与热交换器100整体上处于节能状态,具有节能和自动调节的优点。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种节能型室内空气交换***,其特征在于,包括热交换器、温度传感器和控制器,其中,
所述热交换器内部设置有能够进行热交换的排风管道和新风管道,在所述热交换器内部或外部还设置有不参与热交换的排风旁通管道、新风旁通管道;所述排风管道、排风旁通管道、新风管道、新风旁通管道的入口处设置有阀门;
所述温度传感器用于监测室内温度T1和室外温度T2;
控制器包括温度判定单元、开关控制单元、阀门控制单元;所述温度判定单元中设置有温度阈值T0,并比较|T1-T2|与T0的大小,根据比较结果由开关控制单元控制热交换器的启闭、由阀门控制单元控制所述阀门的启闭。
2.如权利要求1所述的节能型室内空气交换***,其特征在于,所述T0为8℃~10℃。
3.如权利要求1所述的节能型室内空气交换***,其特征在于,所述排风管道、排风旁通管道通过三通阀与室内连通。
4.如权利要求1至3任一项所述的节能型室内空气交换***,其特征在于,所述新风管道、新风旁通管道的出口端连接有辅助加热/冷却装置,所述辅助加热/冷却装置与室内连通,新风经所述辅助加热/冷却装置加热或冷却处理后进入室内。
5.一种利用权利要求1至4任一项所述的节能型室内空气交换***进行空气交换的方法,其特征在于,包括:
S1.温度传感器监测室内温度T1和室外温度T2,并将监测数据传输至控制器;
S2.控制器的温度判定单元比较|T1-T2|与T0的大小,当|T1-T2|≥T0时,转入步骤S3;当|T1-T2|<T0时,转入步骤S4;
S3.开启热交换器,开启排风管道、新风管道入口处的阀门,关闭排风旁通管道、新风旁通管道的入口处的阀门;室内排风经排风管道排出,室外新风进入新风管道,与排风管道内的排风热交换后进入室内;
S4.关闭热交换器,关闭排风管道、新风管道入口处的阀门,开启排风旁通管道、新风旁通管道的入口处的阀门;室内排风经排风旁通管道排出,室外新风经新风旁通管道进入室内。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,
步骤S3中,室外新风进入新风管道,与排风管道内的排风热交换后,由辅助加热/冷却装置进行加热或冷却处理,然后进入室内;
步骤S4中,室外新风进入新风旁通管道,由辅助加热/冷却装置进行加热或冷却处理,然后进入室内。
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